随着核能利用的增加,放射性污染物的有效处理对于环境安全以及人类健康具有重要意义。乏燃料中的一些关键放射性核素,如铀–238(238U)、锶–90(90Sr)等,在环境中具有较强的迁移能力,其化学毒性和电离辐射会影响遗传物质的正常表达,能够对动植物和人类等生命体造成危害,从而严重威胁生态环境与人类健康。因此如何有效解决放射性污染以及核废物的负面环境影响,对于核能的和平利用至关重要,也是核工业可持续发展的关键所在。在此,本论文采用原位法分别制备了羧基功能化的二氧化硅（SiO2）材料和负载了纳米零价铁的二维过渡金属碳化物（MXene）材料,并将其应用于各种水体系中,从而实现对放射性核素的高效去除,以上研究对于放射性污染的治理以及环境修复具有重要意义。（1）放射性90Sr的半衰期为29年,是核事故和乏燃料后处理中最受关注的核素之一。本文以大孔二氧化硅（SiO2）为载体,甲基丙烯酸和乙二醇二甲基丙烯酸酯分别作为功能单体与交联剂,采用原位聚合法制备了一种高效去除Sr（II）的新型复合材料（SiMaC）。通过SEM-EDS、TG-DSC和BET等手段对SiMaC进行了表征,并研究了p H、固液比（m/V）、接触时间（t）、Sr（II）的初始浓度（C0）等因素对SiMaC去除Sr（II）的影响。结果表明,在298 K时,SiMaC对Sr（II）的最大吸附量为142.5mg/g,在45min内达到吸附平衡,材料的循环使用可以通过0.1MHCl实现,并且经历连续5次吸附-解吸循环后,吸附量和去除率无明显下降。同时,在真实的河流和湖泊水介质中SiMaC对Sr（II）的去除率可以达到99%以上,在真实的海水介质中也可以达到76%。最后,利用FTIR和XPS分析了SiMaC去除Sr（II）的机理是离子交换。（2）基于原位生长法,在碱化Ti3C2Tx纳米片上负载了纳米零价铁颗粒（nZVI/Alk-Ti3C2Tx）,用于缺氧水溶液中U（VI）的吸附和还原。通过批次实验系统研究了吸附剂用量,pH,离子强度,接触时间,U（VI）的初始浓度和环境介质等因素对nZVI/Alk-Ti3C2Tx去除U（VI）的影响。得益于nZVI在MXene基底上具有的良好的分散均匀性,nZVI/Alk-Ti3C2Tx对U（VI）的去除表现出快速的动力学,出色的选择性,100%的去除率和高达1315mg·g-1的去除容量。在模拟地下水、1.0mM NaHCO3和10mg·L-1腐殖酸存在条件下,复合材料对U（VI）的去除率仍可分别达到95.1%、88.9%和69.5%。基于FTIR,XANES,XPS和XRD分析,阐明了U（VI）与nZVI/Alk-Ti3C2Tx之间的结合机理。根据复合物中nZVI的消耗量和溶液p H值的变化,U（VI）的去除过程主要通过以下途径实现:还原固定,内层表面络合和水解沉淀。本研究表明,nZVI/Alk-Ti3C2Tx复合材料可能是放射性废水净化的有效清除剂。